油田采出水處理系統的工藝安全管理

張旺

[摘? ? 要] 為消除或降低油田污水處理系統運行的安全風險，對工藝現狀和問題進行分析，探究技術和管理措施，制訂適宜的安全管理對策。在持續的生產運行實踐中，通過系統維護、工藝改進、數字化監控、HSE體系管理等手段，提高了系統的安全防控水平。總結了產出水處理系統工藝更新、動態跟蹤、風險防控、體系管理等技術和經驗，實現工藝系統運行風險控制的本質安全。

[關鍵詞] 產出水處理;工藝;安全;防控

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2019. 21. 051

[中圖分類號] F273? ? [文獻標識碼]? A? ? ? [文章編號]? 1673 - 0194（2019）21- 0130- 03

0? ? ? 前? ? 言

從20世紀70年代以來，歐美國家發生不少重大的工藝安全事故，80年代起， 工藝安全逐步發展成為一門獨立的學科。其基本出發點是預防工藝物料（或能量）泄漏， 側重點是工藝系統或設施本身，目的是在設計、建造、操作和維護工程工藝設備和設施過程中，運用工程知識、原理與經驗，消除或減少與工藝過程相關的危害。內容包括信息、危害分析和變更等14個要素，其中工藝危害分析為工藝安全管理的核心要素，從根本上消除或減少系統存在的危害，其基本策略包括減少、替代、緩和與簡化，最終實現本質安全 [1]。

1? ? ? 污水系統的現狀及主要工藝

1.1? ?生產運行現狀

安塞油田產出污水處理方式從最初1990年開始的無效回注（塞1-8、塞75井）逐步發展到有效回注，從第一座站王窯回注站算起，截至目前共配套建設有污水處理系統13套，日均產出污水量16 846 m3，所產污水全部實現有效回注。污水回注站點37座，日均回注產出水16 340 m3。轄回注井1 228口，平均單井井口壓力9.6MPa，單井日均回注量16 m3。現有的污水處理系統都已投入生產運行，總體運行連續平穩。

1.2? ?主要水處理工藝

以聯合站為代表，系統主要設備設施包括：除油罐、中間水罐、注水罐、過濾器、污油污水池、外輸泵及配套管閥等。處理控制指標先后發布了1988年、1994年、2012年《碎屑巖油藏水質推薦指標及分析方法》 （SY/T5329-2012）。2008年在原回注技術指標的基礎上，經過大量的室內巖心試驗，結合生產動態資料及采出水處理工藝現狀，下發油田采出水回注技術指標（長油開（2008）第05號 試行），對主要控制指標部分進行了調整（懸浮物含量，坪橋<15mg/L，其他區塊<10mg/L;含油量，招安<30mg/L，其他區塊<20mg/L），目前主要執行2012年的標準。雖然各站點的具體工藝有所差別，但主體工藝相似，為簡短的流程：一級除油、一級沉降和一級過濾[2]。比較典型的工藝流程如圖1所示。

2? ? ? 系統運行中暴露的主要問題

自油田產出污水處理系統運行以來，存在的主要問題包括：污水成分復雜，腐蝕性強，按現有水質標準處理成本高難度大;對站內容器、設備、管閥的腐蝕嚴重，頻繁出現腐蝕穿孔現象，嚴重影響正常生產運行;在系統運行維護改造中各類隱患風險較大，易造成人身傷害及環境污染;工藝安全管理存在漏洞和不足，影響運行效果等。

3? ? ? 原因分析

3.1? ?技術因素

3.1.1? ?產出水處理效果是以水質控制指標為依據來衡量的

早期配套的處理工藝是以1988年下發的指標要求實施的，經1994年和2012年的更新，要求標準更高。2012年提出了主要控制指標7項，輔助性指標3項，1994年主要控制指標8項，輔助性指標5項，雖然種類減少，但要求更具體和嚴格。而工藝配套改造的過程較為遲緩，難以滿足要求。

3.1.2? ?設備材料的抗腐蝕性不夠

早期使用的大多為普通鋼管或防腐能力不足的設備儀表，大多使用不到一年腐蝕穿孔嚴重，無法正常使用。

3.1.3? ?選用的水處理設備設施處理能力和水質指標偏低

如除油罐控制指標來水含油≤1 000mg/L，出口含油≤20mg/L，停留時間2-3h，設計能力不足，停留時間短， 出口含油超過設計標準;石英砂過濾器易形成堵塞和板結;纖維球過濾器出口控制指標：懸浮物≤10mg/L， 含油≤30mg/L，粒徑中值≤4μm，精度等級低，除油效果不佳;三級隔油池運行不穩定，風險大，沉積的污油泥難清理;污水外輸泵易腐蝕損壞等。

3.2? ?管理因素

3.2.1? ?油田滾動開發，設計配套滯后

初期設計定型實施后變動較少，隨產出水量增多，已有的能力和指標很難滿足實際需要，致使系統超負荷運行。

3.2.2? ?操作管理人員水平不足，影響運行效果

運行參數不平穩，跑、冒、滴、漏常有出現，對突發事件應對措施不得力等。

3.2.3? ?管理簡單粗放

在理念上不夠精細，只是維持運行、應對突發事件、應付檢查和考核，一些問題和現象未從根本上解決，致使隱患和風險長期存在。

4? ? ? 采取的工藝安全管理措施

4.1? ?運行管理

系統投運初期，在基礎管理方面，落實相關標準規范，制訂了系統運行、資料錄取、化驗及上報等系列制度及操作規程，每2小時正常開展工作巡查及資料的錄取填寫上報，主要監測控制指標包括產出外輸水量、壓力、處理量、懸浮物含油等水質指標、溫度等，對出現的問題也能及時地組織處理。運行動態及控制指標能基本滿足開發的需要，系統相對穩定。

4.2? ?生產維護

日常生產以維護性作業為主，如設備儀表的維護保養、定期校驗、管閥滲漏的整改、儲罐及污油泥池的清理等。主要實施的為小班及集輸大隊的維護人員，只是維持系統能正常運行。

4.3? ?工藝改進措施

針對生產運行中暴露出的問題，我們進行了系列的工藝改進和試驗：將耐腐蝕性差的普通鋼管更換為ABC管、雙金屬復合管，外輸管線應用玻璃鋼管;王窯集中處理站產出水系統進行了較大規模的改造，拆除原有部分設施，新建3 000 m3沉降除油罐、1 000 m3自然除油罐、2臺DL60型核桃殼過濾器、2臺GQL-2200型纖維球過濾器和配套4臺加藥泵等;在塞一聯合站試驗應用平衡態一體化裝置;在侯市集輸站應用氣懸浮水處理裝置、對杏河集輸站的產出水過濾系統進行擴建、將過濾器內的普通纖維球改進為改性纖維球、開展產出水的改型試驗和紫外線殺菌試驗等。通過試驗研究，探索水處理的改善途徑，以不斷的技術進步，有效提高了系統的處理能力和運行指標。

4.4? ?6S管理

除工藝上的改進外，在管理方面也嘗試有益的方式。從2006年開始，引進應用6S管理法（后來稱精細管理法），對生產現場進行整理、整頓，保持生產設施處于清潔、整齊、有序的狀態，并持續不斷地改進工作環境的條件，以提高員工的工作積極性和工作效率，為確保生產質量創造條件。通過幾年的實踐，生產環境得到極大的改觀，工作效率有效提高，人的因素和物的因素成分利用，各類安全隱患控制在較低水平。

4.5? ?HSE管理

4.5.1? ?HSE管理體系建設

最早的行業標準《石油天然氣工業健康、安全與環境管理體系》（SY/T 6276-1997），提出了領導和承諾等7個關鍵要求（一級要素）、28個二級要素，在石油行業試驗推廣HSE體系建設。2007年中石油集團發布了《健康、安全與環境管理體系規范》（Q/SY1002.1-2007），同年全面推廣HSE信息系統。其指導性工作是目標制訂與考核，監督檢查和隱患治理是最主要的2項內容，業務管理的核心是安全管理。通過體系建設，落實“十個轉變”，從自我預防向體系預防轉變，從流程防范向技術防范轉變，實現有效激勵、積極主動和嚴密受控狀態目標。制定了系列企業標準和制度，在單位開展全員培訓，建立HSE文檔管理體系，定期落實檢查考核制度，促進了管理體系水平的提高和工作目標的實現。

4.5.2? ?風險識別與隱患排查治理

在全體員工中開展風險識別活動，分清固有風險和現實風險，按危害程度將一般、較大和重大風險分類處理，編寫風險辨識清單，繪制風險矩陣圖[3]，落實“三防四責”體系（三道防線、四級責任）。每月全面地開展一次隱患排查治理，針對隱患分級處理，將各類事故事件消滅在萌芽狀態。

4.5.3? ?ACT管理法和應急處置卡應用

2007年3月起，在全員范圍內推廣應用事故控制（ACT）卡，通過“觀察、糾正、鼓勵、建議和簽名”的紀錄糾錯活動，使員工辨認和消減可能導致人員傷害或發生事故的七項不安全行為或不安全狀態，對于好的措施建議，及時采納并實施，達到控制不安全行為和避免事故的目的。推行班組安全管理“五步法”（決定、停下來、觀察、思考、行動），培育員工的安全自主管理意識。

4.5.4? ?應急預案及演練

針對采出水系統的工藝，編制了專業的事故應急預案，每半年開展1次現場演練，檢驗預案的實用性和完整性，并針對出現的問題分析總結，及時修訂。在管理上，從體系設計、預案編制、各事故的預防與應急培訓、現場模擬實踐等方面開展系統建設，防患于未然。

5? ? ? 結論及認識

從油田滾動開發和采出水系統處理的實踐，我們有以下幾方面的認識：

（1）工藝的配套完善是保障系統安全高效運行的根本。

（2）重視基礎管理可有效提高運行效率。

（3）開展HSE體系建設預防系統性風險。

（4）數字化技術應用促使管理上臺階。

主要參考文獻

[1]粟鎮宇.工藝安全管理與事故預防[M].北京：中國石化出版社，2007.? ? [2]沈琛.油田污水處理工藝技術新進展[M].北京：中國石化出版社，2008.

[3]羅云.風險分析與安全評價[M].北京：化學工業出版社，2016.

[4]朱靜平，王中琪.污水處理工程實踐[M].成都：西南交通大學出版社，2010.